En preliminär utredning av skeendena under den politiska krisen i landet inleddes redan 2018 och ICC beslutar att gå vidare med en fullskalig utredning.
ICC:s chefsåklagare Karim Khan och Venezuelas styrande socialistledare Nicolás Maduro har träffats och skrivit under ett dokument som ger ICC mandat att genomföra utredningen.
– Som stat respekterar vi hans beslut, även om vi inte delar det, säger Maduro.
När ICC tog beslut om den preliminära utredningen pekade den dåvarande chefsåklagaren Fatou Bensouda på uppgifter om att Venezuelas statliga säkerhetsstyrkor använt övervåld och gripit tusentals personer i samband med protesterna.
Maduro och Khan understryker att det i detta skede inte finns några specifika misstänkta.
– När vi går in i denna nya fas vill jag be alla att ge min stab utrymme att kunna göra sitt arbete, säger Karim Khan.
USA ställde sig bakom den oppositionelle frontfiguren Juan Guaidó vid oroligheterna 2017. Ryssland och Kina ställde sig bakom Maduro. Ingen av dessa tre stormakter är ansluten till ICC.